如何在iOS上实现协程

Question

我正在将一个C++项目移植到iOS上，以在iPhone和iPad上使用。这个项目广泛使用了Boost.Coroutine库。Boost.Coroutine没有针对iPhone的ARMv6 / ARMv7指令集实现。

• 是否有其他协程库可以在iOS上运行？

• 如果没有，是否有可能在ARM上编写协程行为？我可以看到几种潜在的方法：

  • 直接编写汇编指令来执行堆栈操作。我对汇编不是很熟悉，而且我担心ARM架构可能不包括复制和粘贴堆栈所需的指令，或者手动移动堆栈指针。
  • 使用类似于pthread或Win32纤程的东西编写协程。我不确定是否有类似于此可用于iOS的东西。
  • 在线程之上实现协程，甚至是Boost.Coroutine本身。这似乎最有可能起作用，但肯定会有性能缺陷。

注意：Unity在iOS上支持C#中的协程；我不确定这是否仅限于典型协程行为的较小子集。如果没有，这是否意味着Unity有解决方案？

- JMac

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协程通常是一个坏主意——穷人的多任务处理。而且，你可以使用iOS调度队列来实现大部分相同的功能。（请记住，搞乱调用堆栈非常危险。） - Hot Licks

@Hot Licks 协程非常有用，以至于人们希望在语言中拥有它们（或者像continuations这样更强大的功能），而且它们不是穷人的多任务处理。以单线程生产者/消费者为例 - 使用协程可以自然地表达，而相同的多线程版本将需要锁。状态机是另一个常见的例子。如果协程是个坏主意，为什么许多现代语言都内置了对它们的支持？为什么人们会为没有此类支持的语言（从C到C#）实现它们？调度队列很好，但在这里无关紧要。 - hoha

一些语言，例如实现“continuations”的语言需要类似于协程的东西，但大多数语言不需要。至于生产者/消费者，让我向您保证，在现代操作系统上，协程版本会比多线程版本更复杂（几乎肯定需要锁来防止来自操作系统的破坏性干扰）。我曾经开始在一个裸露的PALM IV微控制器上实现协程方案，但最终发现非抢占式任务调度方案更加简洁。这是针对IBM 5100的经典生产者/消费者磁带复制实用程序。 - Hot Licks

@Hot Licks 我的主要观点是，在许多情况下，使用协程会更好（当它们存在时）。即使多线程实现更高效（看来你对此更了解），协程仍然是语义上不同的特性 - 在大多数情况下，我们应该先考虑可读性，而后再考虑性能。 - hoha

@Tommy 在这个项目中，协程主要用于RPC库。为了从原始项目中获取持续的修复和改进，我希望将我的解决方案尽可能地保持与源实现相似。也就是说，如果我必须重写他们的RPC库以不使用协程，我会这样做，但我想彻底调查在iOS上实现协程的选项。 - JMac

Answer 1

您几乎肯定不想编写汇编指令来执行堆栈操作。iOS已经使用ARM指令集的第三个版本，从ARMv6到ARMv7再到ARMv7s。从iPhone 5开始，苹果公司进一步添加了人为障碍，即您不能提交既支持ARMv6分叉又支持完整iPhone 5屏幕的应用程序。我相信苹果公司的动机是确保在未来某个时候可以过渡到没有ARMv6兼容模式的处理器，但对于我们开发人员来说，这显然意味着不要过度依赖特定的指令集。

那就只剩下线程了。iOS拥有一套完整的、经过充分开发的线程机制，而pthread则用于公开相关子集。Grand Central Dispatch往往是现在使用的正常解决方案，以确保不同的任务可以同时进行，因此吞噬了大部分互联网文档，但低级别的解决方案仍然存在。

明显的微不足道的例子，使用NSConditionLock：

- (void)methodOnThread1
{
    while(1)
    {
        [conditionLock lockWhenCondition:kMoreInputAvailable];

        // process whatever is currently in the common access pool

        [conditionLock unlockWithCondition:kWaitingForInput];
    }
}

- (void)methodOnThread2
{
    while(1)
    {
         // do whatever is necessary to produce more input,
         // creating it locally and taking as long as it takes


        [conditionLock lockWhenCondition:kWaitingForInput];

        // push input to common access pool, by whatever means

        [conditionLock unlockWithCondition:kMoreInputAvailable];
    }
}

- Tommy

Answer 2

boost.coroutine（来自Oliver Kowalke；上个月由boost社区进行了审核）使用支持ARMv6（ARM Cortex Ax）的boost.context。

- olk